Table of Contents
تحدي وفرصة خفض انبعاثات المركبات العضوية الثابتة في صناعة الطلاء الحديثة
(ب) إن صناعة الطلاء والملابس العالمية هي حجر الزاوية في الاقتصاد الحديث، وتوفر الحماية الأساسية، والصناعات الاصطناعية، والوظيفية لكل شيء من المباني والجسور إلى الكترونيات الاستهلاكية والسيارات، غير أن هذا القطاع الحتمي من الصناعات التحويلية قد تحمل عبئاً بيئياً كبيراً: انبعاثات المركبات العضوية الفولطية، وهذه المواد الكيميائية التي تعتمد على الكربون والتي تتدفق بسهولة إلى الهواء أثناء تطبيق الطلاء والعلاج.
وتوفر هذه المادة انحسارا عميقا في التكنولوجيات المحددة، وتعالج الابتكارات، والاستراتيجيات الكيميائية التي تمكن صناع الطلاء من الحد بشدة من آثار ارتكاز التقلبات العضوية في بلدهم، مع الحفاظ على أداء المنتجات وقدرتها على البقاء اقتصاديا وتحسينه في كثير من الأحيان.
Transformative Coating Technologies Driving Emission Reductions
ويكمن أكثر الطرق مباشرة لخفض انبعاثات المركبات العضوية الثابتة في إعادة صياغة الطلاء نفسه، وقد نجحت أفرقة البحث والتطوير نجاحاً ملحوظاً في تطوير أجيال جديدة من المذيبات والمذيبات والإضافات التي تقلل من الحاجة إلى الأوعية الحية التقليدية أو تزيلها.
عمليات الاستنباط المولدة عن طريق المياه
الطلاءات المولدة بالماء قد تطورت إلى أبعد من الطلاءات المنزلية البسيطة للماضي، تكنولوجيات المياه المتقدمة قادرة على تقديم أدوية صناعية لإستخدامات عالية الجودة مثل المحركات المعدنية، وأجهزة التجميل ذات التموينات الحرارية، وأجهزة التموين البحري، وتقنيات التحلل المتطورة في المادة المائية،
مواضع البودر: معيار صفر - VOC
(ب) تمثل معاطف المواسير أحد أكثر الحلول انفصالاً لمشكلة التحلل المكثف، حيث لا تحتوي 100 في المائة من النظم الصلبة على أي مذيبات، كما أن الجسيمات الأرضية الجميلة من الخنازير والرنين (السمومية، والبوليستر، أو الكريلي) تحمل على نحو الكهرومغناطيسي وترش على جزء معدني من المذيبات، ثم تسخن المادة المحتوية على مسحوق دائم.
نظم المركبات والكهرباء
وتستخدم المعاطف التي تعمل بالطاقة الفوقية الفيولية الشعاعات الكهربائية لتعدد الاحتكارات السائلة على الفور وأجهزة القذف في فيلم صلب، وهذه النظم خالية تماما من المذيبات، مما يتيح انبعاثات التوليد في الهواء الطلق القريب، وتتناسب التكنولوجيا بشكل خاص مع خطوط الإنتاج العالية السرعة في عمليات الانتهاء من الأخشاب والطباعة والتكتل الإلكتروني، وتتيح دورة المعالجة الثانوية السريعة معالجة المواد الخاملة
دال - التقدم المحرز في التكنولوجيا العالية السوفت
وبالنسبة للتطبيقات التي لا تكون فيها تكنولوجيات المياه أو المسحوق صالحة بعد، مثل التلويثات ذات الأداء العالي المؤلف من عنصرين في مجال الفضاء الجوي وأجهزة الخدمة الثقيلة، فإن التركيبات العالية القوارب لا تزال تشكل مجالاً حاسماً للتنمية، ومن خلال تركيبات ذات وزن أقل من النسيج (التي غالباً ما تكون ملوثة بدرجة عالية) التي تقل فيها سرعة الارتداد، يمكن للكيمياء أن يصوغوا ده بنسبة 80 في المائة.
الهندسة خارج الانبعاثات: ضوابط العمليات والتعظيم
وفي حين أن الكيمياء توفر الحل الأساسي، فإن الضوابط الهندسية أساسية لاستخلاص ومعالجة الانبعاثات التي لا يمكن تجنبها، وتحسين كفاءة التطبيقات، وتحقيق أقصى قدر من الاستفادة من عملية التصنيع برمتها من أجل تقليل النفايات إلى أدنى حد.
نظم التخفيض والتخزين المتقدمة
أما بالنسبة للمرافق القائمة التي لا تزال تستخدم الطلاءات المحمولة أو خلال الفترة الانتقالية، فإن استخلاص المصادر وتدميرها لا يزالان حرجين، إذ أن المحور الحراري المتولد عن الطاقة المتطايرة يتحول تلقائيا إلى مركب من ثاني أكسيد الكربون الصناعي، وتسحب هذه النظم هواء التدفق الحرفي من مرفق الإنتاج من خلال المروحة، وتتحول إلى غرفة الاحتراق إلى 800 درجة مئوية (1500 درجة مئوية).
نظم الاسترداد المغلقة
وفي تطبيقات مثل تكرير السيارات والتنظيف الصناعي، حيث لا يمكن تجنب الاستخدام المذيب، توفر نظم الاسترداد المذيبة حلا سليما اقتصاديا وبيئيا، وهذه النظم، التي كثيرا ما تستند إلى امتصاص الكربون أو تفككه، وتلتقط بخارات مذيبة من مجاري الهواء العادم، وتُكدس المذيبات وتُنقَّف لإعادة استخدامها في العملية.
رصد الزمن الحقيقي وصنع الذكاء (الصناعة 4-0)
كما أن إدماج أجهزة الاستشعار، والحساب السحابي، والاستخبارات الاصطناعية يتيح مستوى جديدا من الدقة في إدارة التوليد السطحي، كما أن نظم الرصد المستمرة التي تستخدم أجهزة التلقيح الضوئية أو أجهزة الكشف عن التحلل الضوئي لا تتيح سوى بيانات آنية عن تركيزات المركبات في نقاط حرجة في المرفق، بما في ذلك مواقد الرش، وضبط الفرن، وضبط الكميات السائلة.
Innovating Formulation: The Rise of Green Chemistry and Bio-Based Alternatives
وتشمل الحدود التالية في خفض الأوعية المحتوية على التحلل السطحية إعادة التفكير في المواد الخام المستخدمة في صنع الطلاء.() وتؤكد مبادئ الكيمياء الخضراء تصميم المنتجات والعمليات الكيميائية التي تقلل أو تلغي استخدام المواد الخطرة وتوليدها.
السولفينات والكولاسيات البرية
كما أن التكوينات المميزة من مصادر الكتلة الحيوية المتجددة مثل الذرة والصويا والمستحضرات الثانوية الحرجية، والمذيبات القائمة على أساس بيولوجي، تتيح استبدالاً في مستويات حرارة الجسم المستخرجة من النفط الخام في العديد من التركيبات، مثل مادة التنظيف غير المحتوية على التحلل الأحيائي، والمستمدة من التخمير الذري، والمذيبات الممتازة لمجموعة واسعة من الراتنجات، والمذيبات الضوئية ذات السمية.
تكنولوجيات البندر المتجددة والمعاد تدويرها
المشبك الذي يتكون من فيلم في المعاطف هو أكبر مكون من المحتوى الصلب للطلاء تم قطع خطوات كبيرة في تطوير الموازين من الموارد المتجددة
تقييم دورة الحياة والتصميم الإيكولوجي
ولا يمكن اختيار خفض الأوعية الحية في فراغ، إذ يجب تقييم التغليف المستدام حقاً على مدى دورة حياتها بأكملها، من استخراج المواد الخام عن طريق التصنيع، والتطبيق، والتخلص النهائي، وقد يكون للطلاء المائي صفراً من الأوعية المولدة، ولكن يمكن أن يتطلب المزيد من الطاقة للمواد الجافة أو المعتمدة على المواد ذات الأثر الزراعي الكبير.
خريطة الطريق التنظيمية والآلية الاقتصادية
(أ) إن خفض حجم صناعة الطلاء مدفوع بشدة بتركيب معقد للأنظمة المحلية والوطنية والدولية، ووكالة حماية البيئة الأمريكية، وأجهزة الإنبعاثات العضوية الثابتة، وقاعدة البيانات العالمية، وقاعدة البيانات العالمية، وقاعدة بيانات الرقابة على المواد الكيميائية، وقاعدة المواد الكيميائية في كاليفورنيا، ومقياساً صارماً،
فالامتثال لم يعد اختياريا، ولكن الجهات المصنعة الرئيسية تعتبر هذا الضغط التنظيمي ميزة تنافسية، إذ إن الاستثمار الاستباقي في تكنولوجيات وعمليات منخفضة القيمة، تجعل نفسها موردة مفضلة للعملاء المدركين للبيئة، بما في ذلك شركات تصنيع المعدات الأصلية الكبيرة والوكالات الحكومية التي لديها سياسات شراء خضراء صارمة، فضلا عن أن خفض استخدام المذيبات يمكن أن يترجم مباشرة إلى تكاليف المواد الخام المنخفضة على المدى الطويل.
Overcoming Implementation Hurdles and Charting the Future
وعلى الرغم من الفوائد الواضحة، فإن الانتقال إلى الصناعات التحويلية ذات القيمة المنخفضة للمركبات يمثل تحديات كبيرة، إذ يمكن أن تكون عملية إعادة الصياغة عملية بحث طويلة ومكلفة، وقد تتطلب الكيمياء الجديدة معدات تطبيق مختلفة، وأفران مختلفة، وبروتوكولات جديدة لمراقبة الجودة، ويمكن أن تحدث مبادلات للأداء؛ وقد يتطلب التصفيق المائي وقتا أطول للتجفيف أو أن يكون أكثر عرضة للرطوبة أثناء التطبيق مقارنة بأطرافه السابقة التي تُعد على أساس المذيب.
ومستقبل تخفيض إنتاج الطلاء في الأوعية الفوقية البصرية مشرق ومميز بالابتكار المتكرر، ويمكننا أن نتوقع استمرار التوسع في تكنولوجيا المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في الأسواق الجديدة، وظهور لبنات بناء متطورة قابلة للتجديد من أجل توليف البوليمر، وتطبيقات الاستخبارات الاصطناعية لتسريع اكتشاف وتحسين تركيبات الطلاء الجديدة، وستصبح عمليات التصنيع أكثر فعالية من حيث البيانات والتحكم في الأهداف الثابتة.